Modelado de datos en el generador de gemelos digitales (versión preliminar)

El modelado es la práctica de crear representaciones estructuradas de sistemas o dominios reales para comprender, analizar y trabajar mejor con información compleja.

En el contexto de la administración de datos y conocimientos, una ontología es un modelo formal que define un conjunto de conceptos, tipos de entidad, propiedades y tipos de relación dentro de un dominio específico, creando un vocabulario compartido y un marco para organizar la información. Las ontologías van más allá de estructuras de datos simples mediante la inserción de significado semántico en los datos, lo que permite comprender mejor cómo se relacionan los distintos fragmentos de información entre sí.

El modelado con ontologías es especialmente valioso para escenarios industriales, donde los datos proceden de varios orígenes interconectados, como equipos, sistemas de control y aplicaciones empresariales. El modelado basado en ontología permite a las empresas crear una vista estandarizada de todos los tipos de entidad relevantes (como maquinaria, materiales o procesos) y sus tipos de relación, lo que garantiza la coherencia y la interoperabilidad entre sistemas. Por ejemplo, en una planta de fabricación, una ontología puede ayudar a unificar datos de sensores de IoT, sistemas de producción y registros de mantenimiento. Este proceso facilita el análisis del rendimiento, la predicción de las necesidades de mantenimiento o la optimización del uso de recursos. El modelado basado en ontología captura la complejidad de los entornos industriales en un modelo estructurado e interpretable. Este modelo admite una toma de decisiones más inteligente, operaciones eficientes y capacidad de adaptación, lo que impulsa el valor en ecosistemas industriales complejos.

Hay dos categorías principales de ontología:

• Ontología superior: un marco abstracto de alto nivel de conceptos fundamentales que proporciona un vocabulario común para admitir la interoperabilidad entre varios dominios.
• Ontología de dominio: un modelo detallado y específico que captura los conceptos, las relaciones y las reglas únicos de un campo o área de conocimientos concretos.

Las ontologías del generador de gemelos digitales abarcan ambos conceptos.

Conceptos

Los elementos clave del metamodelo en un constructor de gemelos digitales (versión preliminar) son espacio de nombres, tipo de entidad, instancia de entidad, propiedad, tipo de relación e instancia de relación, y proporcionan una base flexible para crear ontologías enriquecidas y útiles para necesidades empresariales específicas. Estas construcciones son los elementos principales de una ontología, lo que ayuda a los usuarios a definir y representar de forma coherente conocimientos complejos. Con estas funcionalidades, puede crear representaciones estándar de conceptos y conexiones significativas entre ellos, lo que es esencial para desarrollar modelos de datos que sean interoperables, escalables y adaptables en aplicaciones industriales.

Estas son las descripciones de las construcciones con más detalle:

• Espacio de nombres: un espacio de nombres es una agrupación con un identificador único, que se usa para organizar y distinguir conjuntos de tipos de entidad, propiedades y tipos de relación dentro de una ontología. Ayuda a evitar conflictos asegurándose de que los elementos con el mismo nombre, pero en contextos diferentes siguen siendo distintos. Los espacios de nombres son útiles para gestionar ontologías grandes o de múltiples dominios en las que la identificación coherente es fundamental.
• Tipo de entidad: un tipo de entidad es una categoría que define un concepto dentro de una ontología (incluidas las ontologías superiores y las ontologías de dominio). Actúa como plano técnico para instancias de entidad individuales de ese tipo y especifica características comunes compartidas entre todas las instancias de entidad dentro de esa categoría. Algunos ejemplos de tipos de entidad son Equipo y Proceso (de una ontología superior) y Proceso de bombeo y destilacióncentrífugo (de una ontología de dominio).
  • En el generador de gemelos digitales, puede seleccionar uno de los tipos de sistema predefinidos o definir sus propios tipos de entidad. Para obtener más información sobre los tipos de sistema, consulte Asignación de datos a tipos de entidad en el generador de gemelos digitales (versión preliminar): tipos del sistema.
• Instancia de entidad: una instancia de entidad es un objeto único identificable de un tipo de entidad, que representa un objeto específico dentro del dominio. Por ejemplo, si Pump es un tipo de entidad en una ontología de dominio de fabricación, Pump-001, una bomba determinada instalada en la línea de producción, es una instancia de entidad.
• Propiedad: una propiedad es una característica que proporciona información adicional sobre un tipo de entidad. Las propiedades ayudan a describir cualidades, medidas u otros detalles, como temperatura operativa para una máquina o tipo de material para un producto. Se definen generalmente en el tipo de entidad y tienen valores específicos en cada instancia de entidad.
• Tipo de relación: un tipo de relación define una conexión entre tipos de entidad y establece cómo están relacionadas entre sí. Los tipos de relación pueden representar vínculos jerárquicos (como parte de) o vínculos asociativos (como se usa en). Ayudan a estructurar una ontología aclarando las dependencias, las interacciones y las asociaciones dentro del modelo.
• Instancia de relación: una instancia de relación es una aparición específica de un tipo de relación. Por ejemplo, si hay un tipo de relación denominado hasPart que conecta el tipo de entidad Pump al tipo de entidad Bearing , una instancia de relación podría ser Pump-001 hasPart Bearing-001, lo que indica que una instancia de bomba determinada tiene un determinado rodamiento como parte.

Para obtener información sobre cómo se implementan estos conceptos durante el mapeo en el generador de gemelos digitales, consulte Asignación de datos a tipos de entidad en el generador de gemelos digitales (vista previa).

Almacenamiento y acceso

Los datos de ontología de un elemento de generador de gemelos digitales (versión preliminar) se almacenan en una instancia de Fabric Lakehouse asociada al elemento de generador de gemelos digitales. La casa del lago se encuentra en la carpeta raíz de tu área de trabajo, con un nombre similar al del elemento del generador de gemelos digitales seguido de dtdm.

La casa del lago tiene dos capas lógicas:

• Capa base: la capa base es el conjunto fundamental de tablas delta diseñadas para almacenar las definiciones de ontología y los datos de ontología creados en instancias. Esta capa organiza y conserva las estructuras principales de la ontología, incluidas las definiciones de tipos de entidad, propiedades, tipos de relación, espacios de nombres y metadatos asociados al modelo de dominio.
• Capa de dominio: la capa de dominio es un conjunto estructurado de vistas de base de datos normalizadas creadas a partir de la capa base para presentar una representación clara de la ontología creada por instancias. Esta capa se crea mediante la transformación y organización de datos de las tablas de capa base en vistas que reflejan directamente la estructura lógica y los tipos de relación en la ontología de dominio.

Visualización de datos en el almacén de lago

Tanto las capas de datos base como las de dominio se pueden visualizar en el endpoint SQL del data lakehouse del constructor de gemelos digitales. Puede encontrar el endpoint como elemento secundario de "lakehouse" en su área de trabajo de Fabric.

En el panel de navegación bajo Esquemas, la capa base se representa en tablas dbo >y la capa de dominio se representa en Vistas dom>.

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